水稻品种次生物质与稻白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)抗性的关系

应用高效液相色谱分析了对白叶枯病具有不同抗性水平的12个水稻品种中的19个(组)次生物质色谱峰(面积)的差异及其与白叶枯病抗性水平间关系.结果表明,水稻品种抗性水平与谱峰面积值之间相关极显著(R=0.992,p<0.01),被测的19个组分中,峰1、峰2、峰8、峰10、峰12、峰14、峰16和峰18是影响水稻对稻白叶枯病抗性水平的主要抗原次生物质.建立了水稻品种对白叶枯病抗性级别与以上次生物质含量谱峰面积之间的回归模型:Y=10.7603 0.1823X1-0.2287X2 0.2163X8-2.1975X10 0.0728X12 -0.7438X14 1.1484X16-0.7795X18.研究结果表明水稻品种中起抗病作用的抗原次生物质不止一种,而是几种的组合,而且它们对水稻抗病性的贡献作用是不完全相同的,这与它们的性质与含量密切相关.提出了以抗原次生物质为标记的快速分析、鉴定、预测水稻品种对稻白叶枯病抗性水平的新途径、新方法.     

深圳地区景观生态连接度评估

以最新的土地利用变更调查资料为基本信息源,利用最小耗费距离模型和障碍影响指数、景观连接度指数计算方法,对深圳市的景观连接度进行综合评价,并分析导致景观格局变化的内在驱动机制,探讨连接度评价方法的使用效果.结果表明,林地和城市建设用地是导致工作区障碍影响指数空间分异的主要景观成分类型;全市生态资源用地类型呈现明显的碎裂化和孤岛状分布格局,而建设用地扩张过程中的无序性和不合理性是导致景观格局劣化的真正原因;摈弃以往不合理的土地开发模式,利用残存的生态资源辅助以必要的人工保护、恢复和建设工作来改善无连接区域内的景观连接度水平,强化建成区内的绿地建设工作,是提升深圳市景观连接度水平的3种有效策略途径.     

生态足迹模型的争论与发展

生态足迹模型自William Rees1992年提出、Mathis Wackemagel 1996年推广应用以来,在众多研究者的质疑和争论中不断发展、完善。目前,国内已有许多综述文章详细介绍了其理论假设、基本概念、计算方法、实证应用、一些缺陷改进等。在这些综述成果基础上,结合近2～3年的研究新进展,概括了10a来对其理论假设、均衡因子、产量因子、计算方法、过于静态性、缺乏预测性、结论单一性等方面存在的主要争论,聚焦了在概念发展、计算方法、均衡因子、产量因子、应用领域、时间序列、非线性科学研究方法、与其他社会经济指标相结合等方面进行的改进及发展,并指出今后生态足迹模型研究将要在计算方法改进、加强实践操作及市场化运作、与可持续发展政策的有机联系、与非线性科学研究方法相结合、长时间序列动态评估、单项指标等方面取得重要进展。这些争论、改进的综述及发展方向的提出,目的在于引发国内对生态足迹模型研究的新思考,推动生态足迹模型理论的进一步完善和发展。     

基于能值改进的开放系统生态足迹模型及其应用——以深圳市为例

对生态经济复合系统综合评价是实现区域可持续发展首先要面对的科学问题.针对传统生态足迹模型的系统封闭性和空间互斥性等不合理假设,利用从系统论出发并具有基于流量算法优点的能值分析理论,对传统生态足迹模型加以改进,同时将人类劳务纳入系统评价.改进后的模型仍然从供给与需求角度分析区域消费足迹与承载力,强调区域资源进出口,分析开放系统条件下区域发展状况,并将人类的作用纳入可持续发展评价范畴.以深圳市2006年发展状况为例对改进模型进行实证分析.计算结果显示:研究区域具有48.08ghm2的人均潜在生态承载力;在生物生产账户上存在3.60ghm2的人均生态赤字,需进口来弥补,而在工业产品账户上3.14ghm2的人均盈余,可供出口;具有约4.87ghm2的人均净承载力出口,为其他区域的发展做出了贡献;人力资源是深圳市可持续发展的重要保障,至少提供相当5.20ghm2的人均生态承载力;发展高新技术产业、低能耗的清洁工业,产出高能值转换率的产品,实现区域本地产品在能量系统等级的提升,是提升本地承载力的现实途径.结果表明,改进后模型突破了传统生态足迹模型偏生态的弱可持续性评价局限,成为综合反映区域生态经济发展状况的可持续性评价模型.     

真光层深度的遥感反演及其在富营养化评价中的应用

真光层深度直接影响水体中浮游植物的分布和初级生产力以及水体生态环境,是水生态研究的一个重要参数.利用2006年10月24日～11月2日太湖水下实测光谱数据和光合有效辐射(PAR)数据,通过数据的处理和分析,尝试建立真光层深度与水面以下遥感反射率的关系模型,并利用真光层深度与透明度的关系,建立水体富营养化真光层深度评价模型.研究结果表明:真光层深度与归一化遥感反射率具有很好的相关性;选用特定波段的归一化反射率作为变量,建立两者的关系模型能较好的反演真光层深度,所建立的模型算法中,指数模型拟合方程的综合效果好于其他模型,波段比值算法反演精度要好于单波段算法;利用利用真光层深度进行富营养化评价具有一定的应用价值,利用该模型对太湖水体进行富营养化评价,得出太湖西部湖区大部分已富营养化,东部湖区处于中营养化和轻度富营养化状态.     

系统比较方法的原理及应用

物种的大部分性状与其系统进化过程相联系,亲缘关系近的物种,其性状差异通常较小.因此在种间或更高分类单元层次研究性状之间的关系,或性状与环境间关系时需要考虑系统进化的影响,以满足常规统计分析对于样本独立性的要求.自20世纪80年代以来国际上已经陆续推出一系列的系统比较方法,其共同原理是:在推断物种间系统关系的基础上,在种间水平上比较,将原本不符合样本独立性的物种性状或环境变量数据,将其转化为适用于常规统计分析方法的彼此独立的数据,然后运用常规统计方法分析,得到排除了系统进化历史影响的物种性状间或者物种性状与环境变量间的关系.首先简单介绍了运用系统比较方法之前的建立系统关系和数据诊断这两个步骤,在此基础上阐述简单独立对比分析、Felsenstein的独立比较方法和自回归方法这3种常用的系统比较方法的基本原理、各自的特点以及它们在生态学、进化生物学等领域的应用.系统比较方法已经获得广泛的应用和认可,发现了应用常规统计分析所没有能发现的问题和规律,但在构建准确反映系统进化过程的系统关系、进化模型的选择等方面仍具有一定的局限性;而生物信息学、生物系统学的发展,以及各种相关软件的开发为系统比较方法的进一步完善发展和更为广泛的应用创造了条件.     

中国北方草原对气候干旱的响应

草原生长动态受气候条件的影响和制约,在很大程度上取决于水分条件.为了较好阐明草原生长与干旱气候关系,利用表征草原生长变化的NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)指数和表征干旱的SPI(Standardized Precipitation Index)指数研究了荒漠草原、典型草原、草甸草原与干旱气候的线性关系,表明荒漠草原的生长动态受季节性干旱影响很大,短期、中长期和长期干旱对荒漠草原影响较小.典型草原对季节性干旱响应较强,而对短期、中长期和长期的干旱响应较弱.草甸草原对季节性和长期干旱响应较强.并且草原对降雨量的响应具有时滞效应,水分盈亏对草原的影响是累积效应.利用基于虚拟变量的回归模型和简单回归模型模拟了草原NDVI对SPI指数的响应关系,基于虚拟变量的回归模型显示出对草原NDVI与SPI关系的较优拟合度.表明了草原生长动态对干旱气候响应具有季节性效应.     

溶解性有机碳在红壤水稻土中的吸附及其影响因素

吸附作用是影响土壤中溶解性有机碳(DOC)迁移转化及生物有效性的重要反应过程,研究DOC在土壤中的吸附行为,对正确阐明土壤有机碳的循环和转化特征以及进行污染风险评估有重要意义.采用平衡法研究了红壤水稻土对DOC的吸附特征,并分析土壤有机质、粘粒含量及pH值与DOC吸附量之间的关系.结果表明,供试土壤对DOC的吸附等温线符合Freundlich和Linear方程.不同土壤对DOC的吸附能力有明显差异.在相同浓度下,DOC吸附量以第四纪红色粘土发育的低肥力水稻土最大,第三纪红砂岩风化物发育的低肥力水稻土次之,两种高肥力水稻土最小.土壤对DOC的吸附过程分为快、慢两个阶段,0-0.25 h内DOC的吸附速率最大,随着时间的推移,吸附速率渐小,2-4 h后基本达到吸附平衡.描述供试土壤对DOC吸附动力学过程的最优模型为一级扩散方程,其次为Elovich方程和抛物扩散方程.粘粒含量和有机质是影响土壤DOC吸附量的重要因素,随着粘粒含量的增加,有机质含量的降低,DOC的吸附量增大.     

基于动力学模型的法夫酵母发酵生产虾青素的补料策略优化

对法夫酵母的不同补料发酵方式进行了研究.基于底物抑制模型,提出了一种优化的两阶段补料策略,用于法夫酵母产虾青素的高密度发酵.在发酵的延迟期和对数生长期早期,糖浓度控制在25 g/L左右,在此条件下,生物量可以达到最大,且时间缩短.在对数生长期后期及稳定期,糖浓度控制在5 g/L,虾青素的合成时间可以有效延长.与传统的补料方式相比,采用此补料策略取得了较好的发酵效果.发酵终点细胞干重达到23.8g/L,虾青素产量达到29.05 mg/L,分别比分批发酵提高了52.8%和109%.     

Evaluation of Medium Components by Plackett-Burman Statistical Design for Lipase Production by Candida rugosa and Kinetic Modeling

Lipase production by Candida rugosa was carried out in submerged fermentation. Plackett-Burman statistical experimental design was applied to evaluate the fermentation medium components. The effect of twelve medium components was studied in sixteen experimental trials. Glucose, olive oil, peptone and FeCl3?6H2O were found to have more significance on lipase production by Candida rugosa. Maximum lipase activity of 3.8 u mL-1 was obtained at 50 h of fermentation period. The fermentation was carried out at optimized temperature of 30oC, initial pH of 6.8 and shaking speed of 120 r/min. Unstructured kinetic models were used to simulate the experimental data. Logistic model, Luedeking-Piret model and modified Luedeking-Piret model were found suitable to efficiently predict the cell mass, lipase production and glucose consumption respectively with high determination coefficient(R2). From the estimated values of the Luedeking-Piret kinetic model parameters, α and β, it was found that the lipase production by Candida rugosa is growth associated.